烴的含氧衍生物

據(jù)我國(guó)《周禮》記載，早在周朝就有釀酒和制醋作坊，可見人類制造和使用有機(jī)物有很長(zhǎng)的歷史。

從結(jié)構(gòu)上看，酒、醋、蘋果酸、檸檬酸等有機(jī)物，可以看作是烴分子里的氫原子被含有氧原子的原子團(tuán)取代而衍生成的，它們被稱為烴的含氧衍生物。

烴的含氧衍生物種類很多，可分為醇、酚、醛、羧酸和酯等。烴的含氧衍生物的性質(zhì)由所含官能團(tuán)決定。利用有機(jī)物的性質(zhì)，可以合成具有特定性質(zhì)而自然界并不存在的有機(jī)物，以滿足我們的需要。

烴分子中的氫原子可以被羥基（—OH）取代而衍生出含羥基化合物。

羥基與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的化合物稱為醇；羥基與苯環(huán)直接相連而形成的化合物稱為酚。CH3CH2OHCH3CHCH3OH乙醇2—丙醇OH苯酚OHCH3鄰甲基苯酚一、醇1．醇的分類1）根據(jù)羥基所連烴基的種類2）根據(jù)醇分子結(jié)構(gòu)中羥基的數(shù)目，醇可分為一元醇、二元醇、三元醇……

乙二醇和丙三醇都是無(wú)色、黏稠、有甜味的液體，都易溶于水和乙醇，是重要的化工原料。飽和一元醇通式：CnH2n+1OH或CnH2n+2O

乙二醇可用于汽車作防凍劑，丙三醇可用于配制化妝品。2、乙醇的結(jié)構(gòu)

從乙烷分子中的1個(gè)H原子被—OH（羥基）取代衍變成乙醇分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式官能團(tuán)C2H6OH—C—C—O—HHHHHCH3CH2OH或C2H5OH—OH（羥基）3、乙醇的物理性質(zhì)1）無(wú)色、透明、有特殊香味的液體；2）沸點(diǎn)78℃；3）易揮發(fā)；4）密度比水小；5）能跟水以任意比互溶；6）能溶解多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。4、乙醇的化學(xué)性質(zhì)1）與金屬鈉反應(yīng)（取代反應(yīng)）2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑2）消去反應(yīng)脫去—OH和與—OH相鄰的碳原子上的1個(gè)H斷鍵位置濃硫酸的作用：催化劑和脫水劑3）取代反應(yīng)C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△4）氧化反應(yīng)2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O催化劑

CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH氧化氧化②①⑤③④Ｈ―Ｃ―Ｃ―Ｏ―ＨＨＨＨＨ反應(yīng)

斷鍵位置分子間脫水與HX反應(yīng)②④羥基和氫脫去生成水②①③兩個(gè)氫脫去與氧結(jié)合成水①②與金屬反應(yīng)消去反應(yīng)催化氧化小結(jié)①二、酚1、定義：羥基跟苯環(huán)直接相連的化合物。2、結(jié)構(gòu)：苯環(huán)和羥基會(huì)相互影響，將決定苯酚的化學(xué)性質(zhì)OH3、物理性質(zhì)

無(wú)色晶體；具有特殊氣味；常溫下難溶于水，易溶于乙醇等有機(jī)溶劑。650C以上時(shí)，能與水混溶；有毒，可用酒精洗滌。4、化學(xué)性質(zhì)1）弱酸性苯酚能與堿反應(yīng)，體現(xiàn)出它的弱酸性。因此，苯酚俗稱石炭酸。ONa+CO2+H2OOH+NaHCO3說明：苯酚酸性很弱，比碳酸還弱。2）與溴反應(yīng)OH+3Br2OHBrBrBr↓+3HBr3）苯酚的顯色反應(yīng)遇FeCl3溶液顯紫色。這一反應(yīng)可用于檢驗(yàn)苯酚或Fe3+的存在。苯酚苯反應(yīng)物反應(yīng)條件取代苯環(huán)上氫原子數(shù)反應(yīng)速率結(jié)論原因溴水與苯酚反應(yīng)液溴與純苯不用催化劑FeBr3作催化劑一次取代苯環(huán)上三個(gè)氫原子一次取代苯環(huán)上一個(gè)氫原子瞬時(shí)完成初始緩慢，后加快苯酚與溴取代反應(yīng)比苯容易酚羥基對(duì)苯環(huán)影響，使苯環(huán)上氫原子變得活潑苯酚與苯取代反應(yīng)的比較學(xué)與問

苯酚分子中苯環(huán)上連有一羥基，由于羥基對(duì)苯環(huán)的影響，使得苯酚分子中苯環(huán)上的氫原子比苯分子中的氫原子更活潑，因此苯酚比苯更易發(fā)生取代反應(yīng)。

乙醇分子中—OH與乙基相連，—OH上H原子比水分子中H原子還難電離，因此乙醇不顯酸性。而苯酚分子中的—OH與苯環(huán)相連，受苯環(huán)影響，—OH上H原子易電離，使苯酚顯示一定酸性。由此可見：不同的烴基與羥基相連，可以影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。1、醛基2、醛的定義：：：·C:HO：：結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不能寫成電子式分子里由烴基跟醛基相連而構(gòu)成的化合物。飽和一元醛的通式：

CnH2n+1CHO

或CnH2nO—CHO—COH—C—

HO三、醛基和醛1）物理性質(zhì)2）分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式甲基+醛基=乙醛3、乙醛CH3CHO+2Cu(OH)2△CH3COOH+Cu2O↓+2H2Ob、與新制氫氧化銅反應(yīng)c、與氧氣反應(yīng)O+O22CH3—C—

HO2CH3—C—OH△催化劑3）乙醛的化學(xué)性質(zhì)（1）氧化反應(yīng)a、銀鏡反應(yīng)CH3CHO+2Ag（NH3）2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O△（2）加成反應(yīng)O+H2CH3—C—

HCH3—CH2—OH△催化劑同時(shí)也是還原反應(yīng)還原反應(yīng)：加氫或失氧氧化反應(yīng)：加氧或失氫有機(jī)的氧化還原反應(yīng)>C=O稱羰基，是酮的官能團(tuán)，丙酮是最簡(jiǎn)單的酮。酮：羰基碳原子與兩個(gè)烴基相連的化合物。丙酮

丙酮不能被銀氨溶液、新制的氫氧化銅等弱氧化劑氧化，但可催化加氫生成醇。四、羧酸1、定義：由烴基與羧基相連構(gòu)成的有機(jī)化合物。2、分類：烴基不同羧基數(shù)目芳香酸脂肪酸一元羧酸二元羧酸多元羧酸3、乙酸(冰醋酸)1）物理性質(zhì)2）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式：電子式：CHOOCHHH∶OH∶C∶C∶O∶HHH∷∶∶∶∶∶科學(xué)探究碳酸鈉固體乙酸溶液苯酚鈉溶液

乙酸與碳酸鈉反應(yīng)，放出CO2氣體，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，說明乙酸的酸性比碳酸強(qiáng)；將產(chǎn)生的CO2氣體通入苯酚鈉溶液中，生成苯酚，溶液變渾濁，說明碳酸酸性比苯酚強(qiáng)。Na2CO3+2CH3COOH

2CH3COONa+CO2↑+H2O3）化學(xué)性質(zhì)a.乙酸的酸性b.乙酸的酯化反應(yīng)乙酸乙酯18OCH3—C—OH+H—O—C2H518OCH3—Ｃ—Ｏ—C2H5＋H2O濃H2SO４五、酯1、定義：羧酸分子羧基中的━OH被━OR′取代后的產(chǎn)物。2、簡(jiǎn)式：RCOOR′3、化學(xué)性質(zhì)：（水解反應(yīng)）稀H2SO4CH3—C—O—C2H5+H2OOCH3—C—OH+H—O—C2H5OCH3—C—OC2H5+NaOHOCH3—CONa+HOC2H5O自然界中的有機(jī)酯資料卡片含有：戊酸戊酯含有：乙酸異戊酯六、有機(jī)合成的方法1、有機(jī)合成的常規(guī)方法（1）官能團(tuán)的引入①引入雙鍵（C=C或C=O）1）某些醇的消去引入C=CCH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2==CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br

+NaOH2）鹵代烴的消去引入C=C3）炔烴加成引入C=C4）醇的氧化引入C=O②引入鹵原子（—X）1）烴與X2取代CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O催化劑△CH≡CH+HBr

CH2=CHBr催化劑△3）醇與HX取代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br2）不飽和烴與HX或X2加成③引入羥基（—OH）1）烯烴與水的加成CH2==CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑加熱加壓2）醛（酮）與氫氣加成CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化劑ΔC2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△3）鹵代烴的水解（堿性）C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△（2）官能團(tuán)的消除①通過加成消除不飽和鍵②通過消去或氧化或酯化或取代等消除羥基③通過加成或氧化消除醛基④通過消去反應(yīng)或水解反應(yīng)可消除鹵原子（3）官能團(tuán)的衍變2、正向合成分析法

此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接可間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標(biāo)合成有機(jī)物。基礎(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合物正向合成分析法示意圖3、逆向合成分析法

是將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物?；A(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合物逆向合成分析法示意圖

所確定的合成路線的各步反應(yīng)，其反應(yīng)條件必須比較溫和，并具有較高的產(chǎn)率，所使用物基礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是低毒性、低污染、易得和廉價(jià)的。2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+草酸二乙酯的合成H2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOO七、烴的各類衍生物的重要性質(zhì)類別通式官能團(tuán)代表性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)鹵代烴R—X—X鹵原子溴乙烷C2H5BrC—Br易斷裂1、取代反應(yīng)：與NaOH水溶液反應(yīng)生成醇。2、消去反應(yīng)：與強(qiáng)堿的乙醇溶液共熱，脫去鹵代氫，生成烯烴。醇R—OH—OH羥基乙醇C2H5OH—OH與鏈烴基相連，C—O鍵和O—H鍵易斷裂1、跟金屬鈉反應(yīng)。2、跟氫鹵酸反應(yīng)。3、分子間脫水。4、分子內(nèi)脫水。5、氧化反應(yīng)。6、酯化反應(yīng)。類別通式官能團(tuán)代表性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)酚—OH—OH直接跟苯環(huán)相連1、弱酸性：與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，生成苯酚鹽和水。2、取代反應(yīng)：跟濃溴水反應(yīng)。3、顯色反應(yīng)：跟鐵鹽反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)。醛R—CHO—CHO醛基乙醛CH3—CHO—CHO具有不飽和性和還原性1、加成反應(yīng)：加氫生成乙醇。2、具有還原性：能被弱氧化劑氧化成羧酸（如：銀鏡反應(yīng)）OH類別通式官能團(tuán)代表性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)羧酸R—COOH—COOH羧基乙酸受C=O雙鍵影響，O—H能夠電離，產(chǎn)生H+1、具有酸類通性。2、能起酯化反應(yīng)。酯R—COOR?—COOR?酯基乙酸乙酯分子中RCO和OR?之間的鍵容易斷裂發(fā)生水解反應(yīng)，生成羧酸和醇

反應(yīng)條件常見反應(yīng)

催化劑加熱加壓

乙烯水化、乙烯氧化、丁烷氧化、氯苯水解、油脂氫化催化劑加熱

烯炔醛酮加氫、乙醇消去、乙醇氧化、酯化反應(yīng)

水浴加熱C6H5NO2制備、銀鏡反應(yīng)、樹脂制備、纖維素水解、CH3COOC2H5水解

只用催化劑

苯的溴代、乙醛被空氣氧化

只需加熱

制CH4、苯的磺化、R-OH的鹵代

R-X水解和消去不需外加條件

烯與炔加溴、苯酚的取代烯炔與苯的同系物氧化、八、有機(jī)反應(yīng)的條件主要有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系還原水解

酯化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化

水解

烯

烷炔加成加成加成消去取代加成消去氧化—CH2—CH2—nCH3—CH3CH2==CH2CH≡CHCH3CH2ClCH3COOHCH3CH2OHCH3CHOCH3